JPS61228306A - 面振れ測定装置 - Google Patents
面振れ測定装置Info
- Publication number
- JPS61228306A JPS61228306A JP791086A JP791086A JPS61228306A JP S61228306 A JPS61228306 A JP S61228306A JP 791086 A JP791086 A JP 791086A JP 791086 A JP791086 A JP 791086A JP S61228306 A JPS61228306 A JP S61228306A
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- rays
- reflected
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、回転円板の面振れを光学的に測定する装置に
関する。
関する。
従来、回転円板の面振れの測定には、静電容量型の微小
変位計が一般に用いられているが、被測定面が導電材料
から成っている必要があり、ガラス円板にＴｅなとの非
導電材料が蒸着された回転円板などの面振れは測定する
ことができない、このような被測定面の材料に対する制
約を取り除くため本発明では、光を面振れ測定用のプロ
ーブに用いている。
変位計が一般に用いられているが、被測定面が導電材料
から成っている必要があり、ガラス円板にＴｅなとの非
導電材料が蒸着された回転円板などの面振れは測定する
ことができない、このような被測定面の材料に対する制
約を取り除くため本発明では、光を面振れ測定用のプロ
ーブに用いている。
本発明の目的は、簡単な構成で、測定範囲や測定感度が
被測定面の面振れの大きさにあわせて容易に調整でき、
しかも信頼度の高い面振れ測定装置を提供することにあ
る。
被測定面の面振れの大きさにあわせて容易に調整でき、
しかも信頼度の高い面振れ測定装置を提供することにあ
る。
まず１本発明の原理を第１図を用いて説明する。
第１図において、１は円板で３を中心に矢印の方向に回
転している。光ビーム１００は、円板１の面にほぼ垂直
に入射し５点１０で反射する。通常、反射した光束２０
０は点１０における面の方向によって入射光束１００と
は異なった方向を向いている。今、点１０を原点として
第１図のようにＸ。
転している。光ビーム１００は、円板１の面にほぼ垂直
に入射し５点１０で反射する。通常、反射した光束２０
０は点１０における面の方向によって入射光束１００と
は異なった方向を向いている。今、点１０を原点として
第１図のようにＸ。
３’＋Ｚ軸をとる。すなわち、Ｘは点１０における回転
方向、ｙは半径の方向、２は円板１の回転軸の方向であ
る。点１０における接面とＸ軸となす角をψとすると、
点１０における円板１のｚｌｉ１１方向の振れ（上下振
れと呼ぶ）の大きさＺとの間に。
方向、ｙは半径の方向、２は円板１の回転軸の方向であ
る。点１０における接面とＸ軸となす角をψとすると、
点１０における円板１のｚｌｉ１１方向の振れ（上下振
れと呼ぶ）の大きさＺとの間に。
なる関係がある。半径ｒの円板は、一定角速度ωで回転
しているとすれば ｄｚ １ ｄｚ 一方１反射光束２００のＸ軸方向の振れ角をθとすれば
、θ＝２９であるから ｄｚ θ ｄｚ ｒωθ ｄｔ ２ 従って、上下振れの大きさ２は で与えられる。又、上下振れの加速度αはで与えられる
。
しているとすれば ｄｚ １ ｄｚ 一方１反射光束２００のＸ軸方向の振れ角をθとすれば
、θ＝２９であるから ｄｚ θ ｄｚ ｒωθ ｄｔ ２ 従って、上下振れの大きさ２は で与えられる。又、上下振れの加速度αはで与えられる
。
このように、反射光束２００の角度θを測定すれば、そ
れから、上下振れの大きさ及び加速度を知ることができ
る。上下振れの大きさ及び加速度の測定は自動焦点制御
系の設計に不可欠な要素である。すなわち、上下振れの
大きさは、自動焦点用アクチュエータのストロークを設
定するために必要であり、一方、上下振れ加速度は自動
焦点用アクチュエータの推力を設定するために必要であ
り、自動焦点用アクチュエータの推力は上下振れ加速度
より大きくする必要がある。
れから、上下振れの大きさ及び加速度を知ることができ
る。上下振れの大きさ及び加速度の測定は自動焦点制御
系の設計に不可欠な要素である。すなわち、上下振れの
大きさは、自動焦点用アクチュエータのストロークを設
定するために必要であり、一方、上下振れ加速度は自動
焦点用アクチュエータの推力を設定するために必要であ
り、自動焦点用アクチュエータの推力は上下振れ加速度
より大きくする必要がある。
以下、実施例により本発明を説明する。第２図は５本発
明による測定装置の一実施例を示す構成図である。図に
於てｌは回転円板で、２は被測定面である。３は回転中
心で、４は１円板１を回転させるためのモータである。
明による測定装置の一実施例を示す構成図である。図に
於てｌは回転円板で、２は被測定面である。３は回転中
心で、４は１円板１を回転させるためのモータである。
５は、ほぼ平行な光束を出射する光源、例えばＨｅ −
Ｎ ｅレーザあるいは半導体レーザである。光源５から
出た平行光束は、偏光プリズム６で反射し１円板１の面
２にほぼ垂直な方向に向けられてλ／４板７を通って、
面２の点１０に入射する。点１０における面の方向に従
ってわずかに向きをかえられた反射光束は、λ／４板７
、偏向プリズム６を通って光点位置検出器８に入射する
。光点位置検出器８は、反射光束２００の位置９に応じ
て出力端子２ＯＡ、２０Ｂに電流が流れ、抵抗Ｒによっ
て電圧が発生する。
Ｎ ｅレーザあるいは半導体レーザである。光源５から
出た平行光束は、偏光プリズム６で反射し１円板１の面
２にほぼ垂直な方向に向けられてλ／４板７を通って、
面２の点１０に入射する。点１０における面の方向に従
ってわずかに向きをかえられた反射光束は、λ／４板７
、偏向プリズム６を通って光点位置検出器８に入射する
。光点位置検出器８は、反射光束２００の位置９に応じ
て出力端子２ＯＡ、２０Ｂに電流が流れ、抵抗Ｒによっ
て電圧が発生する。
この電圧の差ＶＡＢは、光点９の変位量をＸ（通常、光
点位置検出器８の中心でＸ＝Ｏ）、光点位置検出器８の
電流感度をαとすると ｖＡＥ１＝Ｒ・α・Ｘ となる。光ビーム２００の変位量Ｘは、光ビーム２００
のふれ角をθ（第１図の定義による）、測定点１０から
光点位置検出器８までの距離をＱとすれば、θが充分小
さい時は ｘ＝ｎθ となる。
点位置検出器８の中心でＸ＝Ｏ）、光点位置検出器８の
電流感度をαとすると ｖＡＥ１＝Ｒ・α・Ｘ となる。光ビーム２００の変位量Ｘは、光ビーム２００
のふれ角をθ（第１図の定義による）、測定点１０から
光点位置検出器８までの距離をＱとすれば、θが充分小
さい時は ｘ＝ｎθ となる。
測定円板の回転数をω、測定点１０の半径をｒ′とすれ
ば、先に述べた原理によって、この円板の測定面２の上
下振れ量２の時間微分は となる。従って、電圧の差ｖＡ８を積分すれば、上下振
れ量２が求められるが、普通ＶＡ８は、直流成分を持っ
ており、単純に積分すると、時間とともに発散し不都合
である。ｖＡ８の直流成分を発生させる原因は、入射ビ
ーム１００のわずかな傾むきゃ光点位置検出器８の位置
調整のわずかなずれなどによっており、完全に、直流成
分をＯにすることは、はとんど不可能に近い。このよう
な不都合を取り除くため、電圧差ｖＡ８の交流成分のみ
を取り出すようにする必要がある。
ば、先に述べた原理によって、この円板の測定面２の上
下振れ量２の時間微分は となる。従って、電圧の差ｖＡ８を積分すれば、上下振
れ量２が求められるが、普通ＶＡ８は、直流成分を持っ
ており、単純に積分すると、時間とともに発散し不都合
である。ｖＡ８の直流成分を発生させる原因は、入射ビ
ーム１００のわずかな傾むきゃ光点位置検出器８の位置
調整のわずかなずれなどによっており、完全に、直流成
分をＯにすることは、はとんど不可能に近い。このよう
な不都合を取り除くため、電圧差ｖＡ８の交流成分のみ
を取り出すようにする必要がある。
第３図に、光点位置検出器８の出力から、上下振れ量、
および上下振れ加速度を検出する回路構成を示す。第３
図において２１は差動増巾器で、先に述べたｖＡＢを発
生させる回路である。２２゜２３は、コンデンサーと抵
抗で、直流成分をカットすることが目的であり、いわゆ
る微分回路であるが、その時定数１／ＲＣは、測定円板
の回転周期より充分大きく取る必要がある。この出力３
０Ａは、上下振れ量の速度変動を表わしている。
および上下振れ加速度を検出する回路構成を示す。第３
図において２１は差動増巾器で、先に述べたｖＡＢを発
生させる回路である。２２゜２３は、コンデンサーと抵
抗で、直流成分をカットすることが目的であり、いわゆ
る微分回路であるが、その時定数１／ＲＣは、測定円板
の回転周期より充分大きく取る必要がある。この出力３
０Ａは、上下振れ量の速度変動を表わしている。
２４および２５は、それぞれ積分回路、および微分回路
であり、３０Ｂおよび３０Ｃは、上下振れ量および上下
振れ加速度に比例した出力が得られる。それぞれの比例
定数は、ｒ、ω、Ｑ、Ｒ，α、および回路定数など、全
て既知の量から求めることができる。すなわち、本実施
例によれば、上下振れ量および上下振れ加速度の絶対値
の測定が容易に行なえる。なお１本実施例では、上下振
れ加速度を測定するため、直流成分をカットし交流成分
を取り出す回路の出力の微分値を得ているが、この回路
の時定数１／ＲＣは、測定円板の回転周期より充分大き
くとってあり、微分値検出に悪さをしないようになって
いる。すなわち、上下振れの周波数は回転周期以上であ
るので、交流成分を取り出す回路の出力の微分値でも上
下振れ加速度を正確に測定できるのである。
であり、３０Ｂおよび３０Ｃは、上下振れ量および上下
振れ加速度に比例した出力が得られる。それぞれの比例
定数は、ｒ、ω、Ｑ、Ｒ，α、および回路定数など、全
て既知の量から求めることができる。すなわち、本実施
例によれば、上下振れ量および上下振れ加速度の絶対値
の測定が容易に行なえる。なお１本実施例では、上下振
れ加速度を測定するため、直流成分をカットし交流成分
を取り出す回路の出力の微分値を得ているが、この回路
の時定数１／ＲＣは、測定円板の回転周期より充分大き
くとってあり、微分値検出に悪さをしないようになって
いる。すなわち、上下振れの周波数は回転周期以上であ
るので、交流成分を取り出す回路の出力の微分値でも上
下振れ加速度を正確に測定できるのである。
さらに、測定面２の反射率のムラや光源５の強度の変動
などの影響をなくすために、第４図に示した回路を用い
る。すなわち、第４図は２０Ａ。
などの影響をなくすために、第４図に示した回路を用い
る。すなわち、第４図は２０Ａ。
２０Ｂ（７）出力電圧ＶｚｏＡ＋Ｖｚｏｅの差ｖＡ８と
和Ｖ＋を、差動増巾器２工と加算口ｗｉ２６によって発
生させ１割り算回路２７によってＶ Ａ ８ ／Ｖ＋に
比例する出力Ｖを端子Ｄｕより取り出す回路であり、第
３図の差動増巾器２１のかわりに用いる。■＋は、光位
置検出器８の特性により、光ビーム２００の光量に比例
しているから、反射率のむらや光源の強度変動などの影
響を全く受けなくなる。また、このようにすると被測定
面２の蒸着膜の種類が異なるような円板の上下振れを測
定するような場合でも、反射率の違いによる測定値の補
正を行なう必要がなく、どのような円板であってもつね
に上下振れ量、および上下振れ加速度の絶対値を得るこ
とができる。
和Ｖ＋を、差動増巾器２工と加算口ｗｉ２６によって発
生させ１割り算回路２７によってＶ Ａ ８ ／Ｖ＋に
比例する出力Ｖを端子Ｄｕより取り出す回路であり、第
３図の差動増巾器２１のかわりに用いる。■＋は、光位
置検出器８の特性により、光ビーム２００の光量に比例
しているから、反射率のむらや光源の強度変動などの影
響を全く受けなくなる。また、このようにすると被測定
面２の蒸着膜の種類が異なるような円板の上下振れを測
定するような場合でも、反射率の違いによる測定値の補
正を行なう必要がなく、どのような円板であってもつね
に上下振れ量、および上下振れ加速度の絶対値を得るこ
とができる。
以上如く本発明によれば、光を用いて回転円板の面振れ
を測定するので被測定面の材料に対する制約が少なく、
しかも、入射光束の傾むきゃ光点位置検出器の位置ずれ
に強く、調整が容易な装置で信頼度の高い面振れ測定を
行なえる６
を測定するので被測定面の材料に対する制約が少なく、
しかも、入射光束の傾むきゃ光点位置検出器の位置ずれ
に強く、調整が容易な装置で信頼度の高い面振れ測定を
行なえる６
第１図は、本発明の詳細な説明するための図、第２図は
、本発明の一実施例の構成図、第３図は、第２図に示し
た実施例の装置から、上下振れ量および上下振れ加速度
を算出する回路を示す構成図、第４図は、被測定面の反
射率のムラや光源の光量変化などの影響を取り除く回路
を示す構成図である。
、本発明の一実施例の構成図、第３図は、第２図に示し
た実施例の装置から、上下振れ量および上下振れ加速度
を算出する回路を示す構成図、第４図は、被測定面の反
射率のムラや光源の光量変化などの影響を取り除く回路
を示す構成図である。
Claims (1)
- １、ほぼ平行な光束を出射する光源と、入射光束の照射
位置に応じた信号を出力する光点位置検出装置と、該平
行光束を回転円板の被測定面にほぼ垂直に入射し、該被
測定面からの反射光束を上記光点位置検出装置に導く光
学系と、上記光点位置検出装置の出力の微分値を取り出
す回路とを具備したことを特徴とする回転円板の面振れ
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP791086A JPS61228306A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 面振れ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP791086A JPS61228306A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 面振れ測定装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7091085A Division JPS60227105A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 面振れ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61228306A true JPS61228306A (ja) | 1986-10-11 |
Family
ID=11678696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP791086A Pending JPS61228306A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 面振れ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61228306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210210A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 面ブレセンサ |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP791086A patent/JPS61228306A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210210A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 面ブレセンサ |
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